在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法及系统与流程

本发明属于电缆绝缘老化及破坏机理检测，特别涉及在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法及系统。

背景技术：

1、在高压电缆的预防性试验作业中，针对缆绝缘老化及破坏机理的试验办法主要包括以下几种：

2、绝缘电阻试验：通过测量线缆的绝缘电阻来评估其绝缘性能。对于像塑绝缘电力电缆，当绝缘电阻很低时，可以应用万用表正、反接线分别测屏蔽层对铠装、铠装层对地的直流电阻，以检查它们是否受潮。

3、直流耐压泄漏电流试验：利用直流电源施加一定的电压，测量线缆在耐压过程中的泄漏电流情况，以判断绝缘状况。

4、介质损耗角正切试验：通过测量线缆绝缘材料的电介质损耗角正切来评估线缆的绝缘性能。测试时，首先施加一定的交流电压，然后测量线缆两端的电流和电压相位差，通过计算电介质损耗角正切来评估线缆的绝缘性能。

5、局部放电试验：局部放电是线缆绝缘老化和损坏的主要原因之一，因此，通过检测线缆绝缘中的局部放电信号来评估线缆的绝缘状况。测试时，首先施加一定的电压，然后使用局部放电检测仪器检测线缆上的局部放电信号，通过分析信号的幅值、频率和形态等参数来判断线缆的绝缘性能。

6、交流耐压试验：通过施加高电压来检验线缆的绝缘强度，观察是否出现击穿或闪络现象。

7、直流耐压试验：对线缆施加直流电压，并观察其放电情况，以评估绝缘性能。

8、这些传统方法统称为离线检测方法，需要在停电状态下进行试验。然而，随着用电负荷的增加，需要供电稳定性进一步提高，尽量减少停电次数，甚至不能停电。因此，能在运行状态下对电缆的绝缘状态进行在线检测的方法具有很大的优越性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法及系统，不仅可以保证供电的连续性，而且由于其检测到的试验数据是设备运行状态下的信息，因此更具有准确性和及时性。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法及系统，步骤为：

4、s1、实时监测高压电缆的状态参数，状态参数包括温度、湿度、电流、电压；

5、s2、对采集到的状态参数进行处理和分析，判断电缆的老化程度和潜在风险；

6、s3、当检测到电缆老化严重或存在潜在风险时，及时发出报警信号；

7、s4、将处理后的数据上传至远程监控中心，实现远程监控和管理。

8、优选地，步骤s1中，运用红外线测量方法进行深入的穿透性分析，通过无接触的方式，准确地捕捉到电缆在工作状态下的热成像图，从而对电缆的运行状况进行实时监控，及时发现潜在的温度异常问题，确保电缆的安全稳定运行。

9、优选地，步骤s1中，通过对电缆产生的声波信号进行采集和处理，用于准确地判断电缆内部的损伤、断裂等故障，为电缆的维护和修复提供依据。

10、优选地，步骤s1中，使用高速相机对局部电缆进行详细的拍摄分析；通过捕捉电缆在高倍率镜头下的细微图像，能清晰地观察到电缆的表面状况，表面状况包括绝缘层的老化、裂纹和脱落现象，从而对电缆的磨损程度和老化速度有更准确的判断。

11、优选地，步骤s1前，进行设备安装和调试：将待检测电缆放入设备入口处；开机设备，通过物联网通讯模块与云端服务器进行连接；打开电缆滚动装置，开始启动设备自动检验功能，通过检测设备对高压电缆的绝缘性能进行实时监测，采集绝缘电阻、局部放电等关键参数数据。

12、优选地，步骤s2中，云端服务器对采集到的数据进行处理和分析，通过预设的算法和模型判断高压电缆的绝缘老化及破坏程度；算法过程如下：

13、（1）数据预处理：对采集到的原始数据进行清洗、筛选和归一化处理，消除噪声和异常值的影响；

14、（2）特征提取：从预处理后的数据中提取出能够反映高压电缆绝缘老化及破坏的关键特征；

15、（3）模型建立：采用机器学习或深度学习算法建立预测模型，通过训练数据集对模型进行训练和优化；

16、（4）模型验证：使用测试数据集对模型进行验证，评估模型的准确性和泛化能力；

17、（5）结果输出：将模型预测结果以图表或报告的形式输出给用户。

18、一种在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法的实验系统，包括数据采集单元、数据处理单元、报警单元和通讯单元；

19、数据采集单元：用于实时监测高压电缆的状态参数，状态参数包括温度、湿度、电流、电压；

20、数据处理单元：用于对采集到的状态参数进行处理和分析，判断电缆的老化程度和潜在风险；

21、报警单元：用于当检测到电缆老化严重或存在潜在风险时，及时发出报警信号；

22、通讯单元：用于将处理后的数据上传至远程监控中心，实现远程监控和管理。

23、优选地，数据采集单元包括温度传感器、湿度传感器、电流传感器和电压传感器；温度传感器为红外线温度传感器。

24、优选地，数据采集单元还包括高速相机和高频音波传感器。

25、优选地，还包括检测电缆放入设备、高压电缆检测设备、物联网通讯模块和云端服务器；所述的高压电缆检测设备包括电缆滚动装置、绝缘电阻测试装置和局部放电检测装置；电缆滚动装置用于带动被检测的高压电缆转动，被检测的高压电缆位于电缆监测通道内；绝缘电阻测试装置和局部放电检测装置分别用于对将被检测的高压电缆进行绝缘性测试和耐压性测试；

26、采集设备集成了绝缘电阻测试、局部放电检测，通过对电缆进行定期的绝缘电阻测试以及局部放电检测，实时了解电缆的绝缘状态和运行情况，及时发现潜在的老化问题；

27、电缆监测通道设有若干个移动万向轮，若干个移动万向轮通过皮带轮和皮带带动传动。

28、本发明可达到以下有益效果：

29、1、无需停电：在线监测可以在电缆正常运行的情况下进行，无需停电，从而保证了供电的连续性。

30、2、实时性：在线监测能够实时捕获电缆绝缘状态的变化，及时发现潜在的安全隐患。

31、3、准确性：通过连续或定期的监测，可以积累大量的数据，从而提高对电缆绝缘状态评估的准确性。

32、4、实现运行状态下的缆绝缘老化及破坏机理试的线监测，为电缆的安全运行提供有力保障。

技术特征：

1.一种在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法，其特征在于：步骤s1中，运用红外线测量方法进行深入的穿透性分析，通过无接触的方式，准确地捕捉到电缆在工作状态下的热成像图，从而对电缆的运行状况进行实时监控，及时发现潜在的温度异常问题，确保电缆的安全稳定运行。

3.根据权利要求1所述的在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法，其特征在于：步骤s1中，通过对电缆产生的声波信号进行采集和处理，用于准确地判断电缆内部的损伤、断裂等故障，为电缆的维护和修复提供依据。

4.根据权利要求1所述的在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法，其特征在于：步骤s1中，使用高速相机对局部电缆进行详细的拍摄分析；通过捕捉电缆在高倍率镜头下的细微图像，能清晰地观察到电缆的表面状况，表面状况包括绝缘层的老化、裂纹和脱落现象，从而对电缆的磨损程度和老化速度有更准确的判断。

5.根据权利要求1所述的在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法，其特征在于：步骤s1前，进行设备安装和调试：将待检测电缆放入设备入口处；开机设备，通过物联网通讯模块与云端服务器进行连接；打开电缆滚动装置，开始启动设备自动检验功能，通过检测设备对高压电缆的绝缘性能进行实时监测，采集绝缘电阻、局部放电等关键参数数据。

6.根据权利要求1所述的在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法，其特征在于：步骤s2中，云端服务器对采集到的数据进行处理和分析，通过预设的算法和模型判断高压电缆的绝缘老化及破坏程度；算法过程如下：

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法的实验系统，其特征在于：包括数据采集单元、数据处理单元、报警单元和通讯单元；

8.根据权利要求1所述的在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法的实验系统，其特征在于：数据采集单元包括温度传感器、湿度传感器、电流传感器和电压传感器；温度传感器为红外线温度传感器。

9.根据权利要求1所述的在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法的实验系统，其特征在于：数据采集单元还包括高速相机和高频音波传感器。

10.根据权利要求1所述的在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法的实验系统，其特征在于：还包括检测电缆放入设备、高压电缆检测设备、物联网通讯模块和云端服务器；所述的高压电缆检测设备包括电缆滚动装置、绝缘电阻测试装置和局部放电检测装置；电缆滚动装置用于带动被检测的高压电缆转动，被检测的高压电缆位于电缆监测通道内；绝缘电阻测试装置和局部放电检测装置分别用于对将被检测的高压电缆进行绝缘性测试和耐压性测试；

技术总结在线监测高压电缆绝缘老化及破坏机理实验方法及系统，方法为：S1、实时监测高压电缆的状态参数，状态参数包括温度、湿度、电流、电压；S2、对采集到的状态参数进行处理和分析，判断电缆的老化程度和潜在风险；S3、当检测到电缆老化严重或存在潜在风险时，及时发出报警信号；S4、将处理后的数据上传至远程监控中心，实现远程监控和管理。本发明拟实现高压电缆绝缘老化及破坏机理的在线检测，可用于电力设备检修，具有较大的实用价值。技术研发人员：曹世权,周海齐,尹乐,王晓兵受保护的技术使用者：中国长江电力股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14